【正文】 作系統(tǒng)與應(yīng)用設(shè)備的無(wú)縫結(jié)合 ? 代表著嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的未來(lái) ? 新的名詞 : WebOS 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)發(fā)展 8 典型的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)數(shù)量眾多，如： ? VxWorks ? Windows CE ? pSOS ? QNX ? PalmOS ? Nucleus ? Android ?國(guó)產(chǎn)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如： ? HOPEN ? DeltaOS ? SmartOS ? SZOS ?RTLinux ?Symbian ?uc/OS ?RTEMS ?TKernel ?Integrity ?ThreadX 9 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ VxWorks ? VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó) WindRiver公司于 1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，具有高性能、穩(wěn)定的內(nèi)核以及友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，是 世界第一大嵌入式操作系統(tǒng)提供商 ，應(yīng)用于航空航天、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域 。 7 嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（ 4/4） ? 二十世紀(jì)末，出現(xiàn)了以 Integrity為代表的第三代系統(tǒng)，進(jìn)一步在實(shí)時(shí)性、高可靠性、高可用性等方面提供了強(qiáng)有力的支持。 ?八十年代初：出現(xiàn)了以 VRTX(1981)、 pSOS等為代表的 第一代系統(tǒng)（實(shí)時(shí)內(nèi)核），提供了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基本功能。1 嵌入式系統(tǒng) An Introduction to Embedded System 第五課 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ RTOS）簡(jiǎn)介 教師：蔡銘 助教：王廣輝 浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院人工智能研究所 航天科技－浙江大學(xué)基礎(chǔ)軟件研發(fā)中心 2 課程大綱 ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概況 ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)特點(diǎn) ? 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介 ? ARMLinux嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)驗(yàn) 3 背景分析 ?早期嵌入式系統(tǒng)：硬件所限 ? 匯編語(yǔ)言 ? 基本不采用操作系統(tǒng) ?基礎(chǔ)條件成熟 ? 硬件的提升 —— 微處理器性能提高、存儲(chǔ)器容量增加 ? 軟件技術(shù)快速發(fā)展 —— 編譯器、操作系統(tǒng)、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 4 嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（ 1/4） ?嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下四個(gè)階段： ?無(wú)操作系統(tǒng)的階段 ? 單芯片為核心 ? 具有與一些監(jiān)測(cè)、伺服、指示設(shè)備相配合的功能 ? 一般沒(méi)有明顯的操作系統(tǒng)支持 ? 通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制。 ? 主要特點(diǎn) ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對(duì)單一，針對(duì)性強(qiáng) ?無(wú)操作系統(tǒng)支持 ?幾乎沒(méi)有用戶接口 5 嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（ 2/4） ?簡(jiǎn)單監(jiān)控式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段 ? 以嵌入式處理器為基礎(chǔ) ? 以簡(jiǎn)單監(jiān)控式的操作系統(tǒng)為核心 ? 主要特點(diǎn)： ?處理器種類繁多，通用性比較弱； ?開(kāi)銷小，效率高； ?一般配備系統(tǒng)仿真器，具有一定的兼容性和擴(kuò)展性； ?用戶界面不夠友好，主要用來(lái)控制系統(tǒng)負(fù)載，以及監(jiān)控應(yīng)用程序運(yùn)行。 6 嵌入式操作系統(tǒng)概述－發(fā)展階段（ 3/4） ?通用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段 ? 以通用型嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng) ? 主要特點(diǎn)： ?運(yùn)行在不同的微處理器 ?具有強(qiáng)大的通用型操作系統(tǒng)的功能 ?文件和目錄管理 ?多任務(wù) ?設(shè)備驅(qū)動(dòng)支持 ?網(wǎng)絡(luò)支持 ?圖形窗口 ?用戶界面 ?具有豐富的 API和嵌入式應(yīng)用軟件 ?八十年代后期到九十年代初期，出現(xiàn)以 VxWorks、 RTEMS、Nucleus PLUS、 QNX、 OSE為代表的第二代系統(tǒng)。 ? 新一代實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的發(fā)展方向主要包括高可信、高可靠、高可用、高安全、微型化、支持多核等。 ? VxWorks所具有的顯著特點(diǎn)是： ? 可靠性、實(shí)時(shí)性和可裁剪性。 ? 經(jīng)典應(yīng)用： 1997年 NASA火星探路者、 2022年鳳凰號(hào)火星探測(cè)器 在火星沙丘前進(jìn) 在火星上拍攝的日落全景 10 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ Integrity ? 美國(guó) Green Hills公司是 世界排名第二的嵌入式操作系統(tǒng)提供商 ，Integrity是 Green Hills公司的 RTOS產(chǎn)品 ，代表了目前最先進(jìn)的RTOS技術(shù)，被 NASA JPL選中用于測(cè)試在太空中的新技術(shù)。 ? 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出 ? 內(nèi)核服務(wù)優(yōu)化，系統(tǒng)調(diào)用的開(kāi)銷降至最小。 ? 系統(tǒng)的調(diào)度器是一個(gè)真正的實(shí)時(shí)調(diào)度器。 ? 具有一流的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 MULTI174。 11 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ Windows Embedded ? Microsoft公司針對(duì)針對(duì) PDA、PocketPC、移動(dòng)電話、小型終端設(shè)備提供的操作系統(tǒng) 。 1996卡西歐蛤殼式 PDA (Win ) 2022年 1996年 2022年 12 開(kāi)源的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ 嵌入式 Linux ?嵌入式系統(tǒng)追求數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，要求系統(tǒng)必須是開(kāi)放的、提供標(biāo)準(zhǔn)的 API，并能夠方便地與眾多第三方軟硬件溝通。 ?Linux是開(kāi)放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多 Linux愛(ài)好者是其開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后盾。絕大部分源碼是用 ANSI C寫(xiě)的，與硬件相關(guān)的那部分匯編代碼被壓縮至最低限度，使得系統(tǒng)移植性強(qiáng)。 ? μC/OSII經(jīng)裁剪最小可達(dá) 2KB，最小數(shù)據(jù) RAM需求 10KB。 14 開(kāi)源的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ ThreadX ? ThreadX是一款強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，以內(nèi)核小（最小內(nèi)核為 2K，最小 RAM 500byte）、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、高可靠性、源代碼開(kāi)放，免收產(chǎn)品版權(quán)費(fèi)而聞名。 支持。 15 開(kāi)源的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)－ TKernel ?由日本東京大學(xué)的坂村健教授主持開(kāi)發(fā)，具有執(zhí)行效率高、實(shí)時(shí)性好等特點(diǎn) 。 ?其應(yīng)用從汽車、移動(dòng)電話、傳真機(jī)到電視機(jī)、家電等領(lǐng)域，主要用戶包括：豐田、松下、日立、富士通、東芝、索尼、佳能、理光、 NEC等，裝機(jī)量超過(guò) 30億 。 16 手機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)－ IPhone OS ? iPhone OS 或 OS X iPhone是由蘋(píng)果公司為 iPhone開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng) ? iPhone、 iPod touch以及 iPad ? 以 Darwin為基礎(chǔ)的 ? 系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次 ? 內(nèi)核操作系統(tǒng)層（ the Core OS layer） ? 內(nèi)核服務(wù)層（ the Core Services layer） ? 媒體層（ the Media layer） ? 可輕觸層（ the Cocoa Touch layer） ? 系統(tǒng)操作占用大概 240MB的內(nèi)存空間 ? 源碼模式：封閉源碼 +開(kāi)放源碼 組件 ? 最新版本 ? 202255 17 手機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)－ Windows phone ? 2022年 2月，微軟公司正式發(fā)布 Windows Phone 7智能手機(jī)操作系統(tǒng)， Windows Mobile系列徹底退出了手機(jī)操作系統(tǒng)市場(chǎng)。諾基亞手機(jī)將采用Windows Phone系統(tǒng)，并且將參與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。 ?形成了具有 30多家技術(shù)和無(wú)線應(yīng)用的領(lǐng)軍企業(yè)組成的開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟，包括：中國(guó)移動(dòng)、摩托羅拉、高通、宏達(dá)和 TMobile等。 ?Symbian具有功能： ? 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)： IPv IPv藍(lán)牙、 WAP、 SyncML、 USB ? 通訊能力：支持 2G、 、 3G系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)， GSM、 GPRS、CDMA(IS95)以及 2022技術(shù)支持 ? 多媒體支持：圖片、音樂(lè)、視頻瀏覽 ? 信息定制： SMS、 EMS、 MMS、 EMAIL和 FAX支持 ? 安全穩(wěn)定：支持?jǐn)?shù)據(jù)完整性、可靠高效的電池管理、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)加密、證書(shū)管理、軟件安裝管理等 20 手機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)－ Palm OS ?3Com公司的 Palm專用于掌上電腦，在 PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額，它具有開(kāi)放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口，開(kāi)發(fā)商可以根據(jù)需要自行開(kāi)發(fā)所需要的應(yīng)用程序。 ?Palm OS的最大優(yōu)點(diǎn) ? 簡(jiǎn)單易用 ? 占用系統(tǒng)資源少 1996PalmPilot 1000 2022handera 330 2022Palm Pre 21 新一代嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介－ WebOS（ 1/2） ?WebOS－互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng) ? WebOS概念最早由 Syracuse大學(xué)（雪城大學(xué)）的 1995年提出，當(dāng)時(shí)稱之為 WebWindows ? WebOS是運(yùn)行在瀏覽器中的虛擬操作系統(tǒng) ? 能夠在 WebOS中打開(kāi)應(yīng)用程序（執(zhí)行 Web服務(wù)） ? 提供了 WebOS API，能夠根據(jù) WebOS API進(jìn)行編程 ?WebOS的功能 ? 通過(guò)瀏覽器，在 WebOS上運(yùn)用基于 Web的各種在線應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)上的各種操作，包括：文檔的存儲(chǔ)、編輯、媒體播放、地圖應(yīng)用、即時(shí)通訊等等。同時(shí)擁有一個(gè) 客戶端和編程開(kāi)發(fā)工具。擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)程序，以及辦公套件。 26 YouOS ?提供了很多有用的應(yīng)用程序 ?